声明文件

当使用第三方库时,我们需要引用它的声明文件,才能获得对应的代码补全、接口提示等功能。

什么是声明语句

假如我们想使用第三方库 jQuery,一种常见的方式是在 html 中通过 script 标签引入 jQuery,然后就可以使用全局变量 $jQuery 了。

我们通常这样获取一个 idfoo 的元素:

$('#foo');
// or
jQuery('#foo');

但是在 ts 中,编译器并不知道 $jQuery 是什么东西:

jQuery('#foo');
// ERROR: Cannot find name 'jQuery'.

这时,我们需要使用 declare var 来定义它的类型:

declare var jQuery: (selector: string) => any;

jQuery('#foo');

上例中,declare var 并没有真的定义一个变量,只是定义了全局变量 jQuery 的类型,仅仅会用于编译时的检查,在编译结果中会被删除。它编译结果是:

jQuery('#foo');

除了 declare var 之外,还有其他很多种声明语句,将会在后面详细介绍。

什么是声明文件

通常我们会把声明语句放到一个单独的文件(jQuery.d.ts)中,这就是声明文件:

// src/jQuery.d.ts

declare var jQuery: (selector: string) => any;

声明文件必需以 .d.ts 为后缀。

一般来说,ts 会解析项目中所有的 *.ts 文件,当然也包含以 .d.ts 结尾的文件。所以当我们将 jQuery.d.ts 放到项目中时,其他所有 *.ts 文件就都可以获得 jQuery 的类型定义了。

/path/to/project
├── README.md
├── src
|  ├── index.ts
|  └── jQuery.d.ts
└── tsconfig.json

假如仍然无法解析,那么可以检查下 tsconfig.json 中的 filesincludeexclude 配置,确保其包含了 jQuery.d.ts 文件。

这里只演示了全局变量这种模式的声明文件,假如是通过模块导入的方式使用第三方库的话,那么引入声明文件又是另一种方式了,将会在后面详细介绍。

第三方声明文件

当然,jQuery 的声明文件不需要我们定义了,社区已经帮我们定义好了:jQuery in DefinitelyTyped

我们可以直接下载下来使用,但是更推荐的是使用 @types 统一管理第三方库的声明文件。

@types 的使用方式很简单,直接用 npm 安装对应的声明模块即可,以 jQuery 举例:

npm install @types/jquery --save-dev

可以在这个页面搜索你需要的声明文件。

书写声明文件

当一个第三方库没有提供声明文件时,我们就需要自己书写声明文件了。前面只介绍了最简单的声明文件内容,而真正书写一个声明文件并不是一件简单的事。以下会详细介绍如何书写声明文件。

在不同的场景下,声明文件的内容和使用方式会有所区别。

库的使用场景主要有以下几种:

  • 全局变量:通过 <script> 标签引入第三方库,注入全局变量
  • npm 包:通过 import foo from 'foo' 导入,符合 ES6 模块规范
  • UMD 库:既可以通过 <script> 标签引入,又可以通过 import 导入
  • 模块插件:通过 import 导入后,可以改变另一个模块的结构
  • 直接扩展全局变量:通过 <script> 标签引入后,改变一个全局变量的结构。比如为 String.prototype 新增了一个方法
  • 通过导入扩展全局变量:通过 import 导入后,可以改变一个全局变量的结构

全局变量

全局变量是最简单的一种场景,之前举的例子就是通过 <script> 标签引入 jQuery,注入全局变量 $jQuery

使用全局变量的声明文件时,如果是以 npm install @types/xxx --save-dev 安装的,则不需要任何配置。如果是将声明文件直接存放于当前项目中,则建议和其他源码一起放到 src 目录下(或者对应的源码目录下):

/path/to/project
├── README.md
├── src
|  ├── index.ts
|  └── jQuery.d.ts
└── tsconfig.json

如果没有生效,可以检查下 tsconfig.json 中的 filesincludeexclude 配置,确保其包含了 jQuery.d.ts 文件。

全局变量的声明文件主要有以下几种语法:

  • declare var 声明全局变量
  • declare function 声明全局方法
  • declare class 声明全局类
  • declare enum 声明全局枚举类型
  • declare namespace 声明全局对象(含有子属性)
  • interfacetype 声明全局类型
declare var

在所有的声明语句中,declare var 是最简单的,如之前所学,它能够用来定义一个全局变量的类型。与其类似的,还有 declare letdeclare const,使用 let 与使用 var 没有什么区别,而使用 const 定义时,表示此时的全局变量是一个常量,不允许再去修改它的值了:

declare let jQuery: (selector: string) => any;

jQuery('#foo');
// 使用 declare let 定义的 jQuery 类型,允许修改这个全局变量
jQuery = function(selector) {
    return document.querySelector(selector);
}
declare const jQuery: (selector: string) => any;

jQuery('#foo');
// 使用 declare const 定义的 jQuery 类型,禁止修改这个全局变量
jQuery = function(selector) {
    return document.querySelector(selector);
}
// ERROR: Cannot assign to 'jQuery' because it is a constant or a read-only property.

一般来说,全局变量都是禁止修改的常量,所以大部分情况都应该使用 const 而不是 varlet

需要注意的是,声明语句中只能定义类型,切勿在声明语句中定义具体的值:

declare const jQuery = function(selector) {
    return document.querySelector(selector)
};
// ERROR: An implementation cannot be declared in ambient contexts.

declare function

declare function 用来定义全局函数的类型。jQuery 其实就是一个函数,所以也可以用 function 来定义:

declare function jQuery(selector: string): any;

jQuery('#foo');

在函数类型的声明语句中,函数重载也是支持的:

declare function jQuery(selector: string): any;
declare function jQuery(domReadyCallback: () => any): any;

jQuery('#foo');
jQuery(function() {
    alert('Dom Ready!');
});

declare class

当全局变量是一个类的时候,我们用 declare class 来定义它的类型:

declare class Animal {
    constructor(name: string);
    sayHi(): string;
}

let cat = new Animal('Tom');

同样的,declare class 语句也只能用来定义类型,不能用来定义具体的值,比如定义 sayHi 方法的具体实现则会报错:

declare class Animal {
    constructor(name: string);
    sayHi() {
        return `My name is ${this.name}`;
    };
    // ERROR: An implementation cannot be declared in ambient contexts.
}

declare enum

使用 declare enum 定义的枚举类型也称作外部枚举(Ambient Enums),举例如下:

declare enum Directions {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right
}

let directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right];

与其他全局变量的类型声明一致,declare enum 仅用来定义类型,而不是具体的值。它仅仅会用于编译时的检查,在编译结果中会被删除。它编译结果是:

var directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right];

其中 Directions 是由第三方库定义好的全局变量。

declare namespace

namespace 是 ts 早期时为了解决模块化而创造的关键字,中文称为命名空间。

由于历史遗留原因,在早期还没有 ES6 的时候,ts 提供了一种模块化方案,使用 module 关键字表示内部模块。但由于后来 ES6 也使用了 module 关键字,ts 为了兼容 ES6,使用 namespace 替代了自己的 module,更名为命名空间。

随着 ES6 的广泛应用,现在已经不建议再使用 ts 中的 namespace,而推荐使用 ES6 的模块化方案了,故我们不再需要学习 namespace 的使用了。

namespace 被淘汰了,但是在声明文件中,declare namespace 还是比较常用的,它用来表示全局变量是一个对象,包含很多子属性。

比如 jQuery 是一个全局变量,它是一个对象,提供了一个 jQuery.ajax 方法可以调用,那么我们就应该使用 declare namespace jQuery 来声明这个拥有多个子属性的全局变量。

declare namespace jQuery {
    function ajax(url: string, settings?: any): void;
}

jQuery.ajax('/api/get_something');

注意,在 declare namespace 内部,我们直接使用 function ajax 来声明函数,而不是使用 declare function ajax。类似的,也可以使用 constclassenum 等语句:

declare namespace jQuery {
    function ajax(url: string, settings?: any): void;
    const version: number;
    class Event {
        blur(eventType: EventType): void
    }
    enum EventType {
        CustomClick
    }
}

jQuery.ajax('/api/get_something');
console.log(jQuery.version);
const e = new jQuery.Event();
e.blur(jQuery.EventType.CustomClick);

在编译之后,declare namespace 内的所有内容都会被删除。它的编译结果是:

jQuery.ajax('/api/get_something');
console.log(jQuery.version);
var e = new jQuery.Event();
e.blur(jQuery.EventType.CustomClick);
嵌套的命名空间

如果对象拥有深层的层级,则需要用嵌套的 namespace 来声明深层的属性的类型:

declare namespace jQuery {
    function ajax(url: string, settings?: any): void;
    namespace fn {
        function extend(object: any): void;
    }
}

jQuery.ajax('/api/get_something');
jQuery.fn.extend({
    check: function() {
        return this.each(function() {
            this.checked = true;
        });
    }
});

假如 jQuery 下仅有 fn 这一个属性(没有 ajax 等其他属性或方法),则可以不需要嵌套 namespace

declare namespace jQuery.fn {
    function extend(object: any): void;
}

jQuery.fn.extend({
    check: function() {
        return this.each(function() {
            this.checked = true;
        });
    }
});

interfacetype

除了全局变量之外,有一些类型我们可能也希望能暴露出来。在类型声明文件中,我们可以直接使用 interfacetype 来声明一个全局的类型:

// src/jQuery.d.ts

interface AjaxSettings {
    method?: 'GET' | 'POST'
    data?: any;
}
declare namespace jQuery {
    function ajax(url: string, settings?: AjaxSettings): void;
}

这样的话,在其他文件中也可以使用这个接口了:

// src/index.ts

let settings: AjaxSettings = {
    method: 'POST',
    data: {
        name: 'foo'
    }
};
jQuery.ajax('/api/post_something', settings);

typeinterface 类似,不再赘述。

防止命名冲突

暴露在最外层的 interfacetype 会作为全局类型作用于整个项目中,我们应该尽可能的减少全局变量或全局类型的数量。故应该将他们放到 namespace 下:

// src/jQuery.d.ts

declare namespace jQuery {
    interface AjaxSettings {
        method?: 'GET' | 'POST'
        data?: any;
    }
    function ajax(url: string, settings?: AjaxSettings): void;
}

注意,在使用这个 interface 的时候,也应该加上 jQuery 前缀了:

// src/index.ts

let settings: jQuery.AjaxSettings = {
    method: 'POST',
    data: {
        name: 'foo'
    }
};
jQuery.ajax('/api/post_something', settings);

声明合并

假如 jQuery 既是一个函数,可以直接被调用 jQuery('#foo'),又是一个对象,拥有子属性 jQuery.ajax()(事实确实如此),则我们可以组合多个声明语句,它们会不冲突的合并起来:

declare function jQuery(selector: string): any;
declare namespace jQuery {
    function ajax(url: string, settings?: any): void;
}

jQuery('#foo');
jQuery.ajax('/api/get_something');

关于声明合并的更多用法,可以查看[声明合并(未完成)]章节。

npm 包

一般我们通过 import foo from 'foo' 导入一个 npm 包,这是符合 ES6 模块规范的。

在我们尝试给一个 npm 包创建声明文件之前,首先看看它的声明文件是否已经存在。一般来说,npm 包的声明文件可能存在于两个地方:

  1. 与该 npm 包绑定在一起。判断依据是 package.json 中有 types 字段,或者有一个 index.d.ts 声明文件。这种模式不需要额外安装其他包,是最为推荐的,所以以后我们自己创建 npm 包的时候,最好也将声明文件与 npm 包绑定在一起。
  2. 发布到了 @types 里。只要尝试安装一下对应的包就知道是否存在,安装命令是 npm install @types/foo --save-dev。这种模式一般是由于 npm 包的维护者没有提供声明文件,所以只能由其他人将声明文件发布到 @types 里了。

假如以上两种方式都没有找到对应的声明文件,那么我们就需要自己为它写声明文件了。由于是通过 import 语句导入的模块,所以声明文件存放的位置也有所约束,一般有两种方案:

  1. 创建一个 node_modules/@types/foo/index.d.ts 文件,存放 foo 模块的声明文件。这种方式不需要额外的配置,但是 node_modules 目录不稳定,代码也没有被保存到仓库中,无法回溯版本,有不小心被删除的风险。
  2. 创建一个 types 目录,专门用来管理自己写的声明文件,将 foo 的声明文件放到 types/foo/index.d.ts 中。这种方式需要配置下 tsconfig.jsonpathsbaseUrl 字段。

目录结构:

/path/to/project
├── README.md
├── src
|  └── index.ts
├── types
|  └── foo
|     └── index.d.ts
└── tsconfig.json

tsconfig.json 内容:

{
    "compilerOptions": {
        "module": "commonjs",
        "baseUrl": "./",
        "paths": {
            "*" : ["types/*"]
        }
    }
}

如此配置之后,通过 import 导入 foo 的时候,也会去 types 目录下寻找对应的模块的声明文件了。

注意 module 配置可以有很多种选项,不同的选项会影响模块的导入导出模式。这里我们使用了 commonjs 这个最常用的选项,后面的教程也都默认使用的这个选项。

不管采用了以上两种方式中的哪一种,我都强烈建议大家将书写好的声明文件(通过给原作者发 pr,或者直接提交到 @types 里)发布到开源社区中,享受了这么多社区的优秀的资源,就应该在力所能及的时候给出一些回馈。只有所有人都参与进来,才能让 ts 社区更加繁荣。

export

npm 包的声明文件与全局变量的声明文件有很大区别。在 npm 包的声明文件中,使用 declare 不再会声明一个全局变量,而只会在当前文件中声明一个局部变量。只有在声明文件中使用 export 导出,然后在使用方 import 导入后,才会应用到这些类型声明。

export 的语法与非声明文件中的语法类似,区别仅在于声明文件中禁止定义具体的值:

// types/foo/index.d.ts

export const name: string;
export function getName(): string;
export class Animal {
    constructor(name: string);
    sayHi(): string;
}
export enum Directions {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right
}
export interface Options {
    data: any;
}

对应的导入和使用模块应该是这样:

// src/index.ts

import { name, getName, Animal, Directions, Options } from 'foo';

console.log(name);
let myName = getName();
let cat = new Animal('Tom');
let directions = [Directions.Up, Directions.Down, Directions.Left, Directions.Right];
let options: Options = {
    data: {
        name: 'foo'
    }
}
混用 declareexport

我们也可以使用 declare 先声明多个变量,最后再用 export 一次性导出。上例的声明文件可以等价的改写为:

// types/foo/index.d.ts

declare const name: string;
declare function getName(): string;
declare class Animal {
    constructor(name: string);
    sayHi(): string;
}
declare enum Directions {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right
}
interface Options {
    data: any;
}

export {
    name,
    getName,
    Animal,
    Directions,
    Options
}

注意,与全局变量的声明文件类似,interface 前是不需要 declare 的。

export namespace

declare namespace 类似,export namespace 也是用来导出一个拥有子属性的对象:

// types/foo/index.d.ts

export namespace foo {
    const name: string;
    namespace bar {
        function baz(): string;
    }
}
// src/index.ts

import { foo } from 'foo';

console.log(foo.name);
foo.bar.baz();

export default

在 ES6 模块系统中,使用 export default 可以导出一个默认值,使用方可以用 import foo from 'foo' 而不是 import { foo } from 'foo' 来导入这个默认值。

在类型声明文件中,export default 用来导出默认值的类型:

// types/foo/index.d.ts

export default function foo(): string;
// src/index.ts

import foo from 'foo';

foo();

注意,只有 functionclassinterface 可以直接默认导出,其他的变量需要先定义出来,再默认导出:

// types/foo/index.d.ts

export default enum Directions {
// ERROR: Expression expected.
    Up,
    Down,
    Left,
    Right
}

上例中 export default enum 是错误的语法,需要先使用 declare enum 定义出来,再使用 export default 导出:

// types/foo/index.d.ts

export default Directions;

declare enum Directions {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right
}

如上例,针对这种默认导出,我们一般会将导出语句放在整个声明文件的最前面。

export =

在 commonjs 规范中,我们用以下方式来导出:

// 整体导出
module.exports = foo;
// 单个导出
exports.bar = bar;

在 ts 中,针对这种导出,有多种方式可以导入,第一种方式是 const ... = require

// 整体导入
const foo = require('foo');
// 单个导入
const bar = require('foo').bar;

第二种方式是 import ... from,注意针对整体导出,需要使用 import * as 来导入:

// 整体导入
import * as foo from 'foo';
// 单个导入
import { bar } from 'foo';

第三种方式是 import ... require,这也是 ts 官方推荐的方式:

// 整体导入
import foo = require('foo');
// 单个导入
import bar = require('foo').bar;

对于这种使用 commonjs 规范的库,假如要给它写类型声明文件的话,就需要使用到 export = 这种语法了:

// types/foo/index.d.ts

export = foo;

declare function foo(): string;
declare namespace foo {
    const bar: number;
}

需要注意的是,上例中由于使用了 export = 之后,就不能再单个导出 export { bar } 了。所以我们通过声明合并,使用 declare namespace foo 来将 bar 合并到 foo 里。

准确地讲,export = 不仅可以用在声明文件中,也可以用在普通的 ts 文件中。实际上,import ... requireexport = 都是 ts 为了兼容 AMD 规范和 commonjs 规范而创立的新语法,由于并不常用也不推荐使用,所以这里就不详细介绍了,感兴趣的可以看官方文档

由于很多第三方库是 commonjs 规范的,所以声明文件也就不得不用到 export = 这种语法了。但是还是需要再强调下,相比与 export =,我们更推荐使用 ES6 标准的 export defaultexport

UMD 库

既可以通过 <script> 标签引入,又可以通过 import 导入的库,称为 UMD 库。相比于 npm 包的类型声明文件,我们需要额外声明一个全局变量,为了实现这种方式,ts 提供了一个新语法 export as namespace

export as namespace

一般使用 export as namespace 时,都是先有了 npm 包的声明文件,再基于它添加一条 export as namespace 语句,即可将声明好的一个变量声明为全局变量,举例如下:

// types/foo/index.d.ts

export as namespace foo;
export = foo;

declare function foo(): string;
declare namespace foo {
    const bar: number;
}

当然它也可以与 export default 一起使用:

// types/foo/index.d.ts

export as namespace foo;
export default foo;

declare function foo(): string;
declare namespace foo {
    const bar: number;
}

模块插件

TODO

直接扩展全局变量

有的时候,我们在代码里面扩展了一个全局变量,可是它的类型却没有相应的更新过来,就会导致 ts 编译错误,此时就需要来扩展全局变量的类型。比如扩展 String

interface String {
    prependHello(): string;
}

'foo'.prependHello();

通过声明合并,使用 interface String 即可给全局变量 String 添加属性或方法。

通过导入扩展全局变量

如之前所说,对于一个 npm 包或者 UMD 库的声明文件,只有 export 导出的类型声明才会有效。所以对于 npm 包或 UMD 库,如果导入此库之后会扩展全局变量,则需要使用另一种语法在声明文件中扩展全局变量的类型,那就是 declare global

declare global

使用 declare global 可以在 npm 包或者 UMD 库中扩展全局变量的类型:

// types/foo/index.d.ts

declare global {
    interface String {
        prependHello(): string;
    }
}

export default function foo(): string;

当使用方导入 foo 之后,就可以使用字符串上的 prependHello 方法了:

// src/index.ts

import foo from 'foo';
'bar'.prependHello();

三斜线指令

TODO

最佳实践

TODO

发布声明文件

TODO

参考


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